本发明属于农药领域，具体涉及一种含5-芳基-1,3,4-噁二唑结构的吡唑酰胺类化合物及其制备方法和用途。
背景技术：
害虫的防治一直以来是农药科学研究的核心领域，杀虫剂的广泛使用使得多数害虫得到了有效治理。但随着杀虫剂应用规模的不断扩大，传统农药品种的抗药性问题日益凸显，加上新的病虫害的不断出现，使得新农药的继续研究和开发成为必然选择。
吡唑环在农业生产方面应用广泛，吡唑类化合物具有优异的杀虫、杀螨等活性，吡唑杂环被广泛地引入到农药化合物分子中，如吡唑酰胺杀虫杀螨剂吡螨胺和唑虫酰胺，对螨虫、蚜虫等具有优良的杀灭活性(Biochim.Biophys.Acta 1998,1364,236-244)。
噁二唑也是一类重要的含氮杂环，在农药领域的杀虫方面发挥着重要作用。近年来有一些研究报道了噁二唑类衍生物具有良好的杀虫效果，如Zheng等发现含双苯基结构的噁二唑类化合物A和B对粘虫具有较好的杀虫活性,在测试浓度为125mg/L时，化合物A和B对粘虫的防治效果分别为100％和58.62％(J.Fluorine Chem.2003,123,163-169)；Oliveira等人报道的含噁二唑结构的羧酸衍生物C和D对埃及伊蚊具有较好的防治效果，其LC50值分别为49.3和50.5mg/L(Bioorg.Med.Chem.2013,21,6996-7003)。
因此，为了寻找具有较好生物活性的化合物，合理地将吡唑酰胺单元与取代噁二唑杂环拼接在一起，从中有望得到具有杀虫活性的新化合物。
技术实现要素：
本发明的目的是提供针对各种害虫具有优良防治效果，且高效、安全、环境友好的一类含5-芳基-1,3,4-噁二唑结构的吡唑酰胺类化合物，以满足作物保护对高效杀虫剂需求。
本发明的另一目的是提供上述化合物的制备方法。
本发明还有一个目的是提供上述化合物在制备杀虫剂方面的用途。
本发明目的可通过以下措施达到：
本发明所述含5-芳基-1,3,4-噁二唑结构的吡唑酰胺类化合物，其特征在于具备如结构：
该类含5-芳基-1,3,4-噁二唑结构的吡唑酰胺类化合物制备方法，其特征在于化合物Ia～Ie可通过下列反应合成得到：
其中，中间体Ⅱa～Ⅱc可参照文献(J.Agric.Food Chem.2013,61,8730-8736)的方法合成得到；中间体Ⅲa～Ⅲd的合成参照文献报道的常规方法(Chemical Reagents 2004,26,99-100)。
通式I化合物对昆虫具有优良的防治活性，因而本发明的化合物可用作制备杀虫剂，进而保护农业、园艺等植物。所述的昆虫有鳞翅目害虫如棉铃虫、甜菜夜蛾、小菜蛾、菜青虫、稻纵卷叶螟和二化螟等，同翅目害虫如叶蝉、飞虱、蚓虫、粉虱等，双翅目害虫如家蝇、潜叶蝇、蚊类等，直翅目和鞘翅目等害虫等。当然，本发明的化合物可防治的有害生物不限于上述举例的范围。
当由通式I表示的本发明的化合物用作农业、园艺等领域的杀虫剂时，可单独使用，或以杀虫组合物的方式使用，如以式I为活性成分，加上本领域常用的农药助剂加工成水乳剂、悬浮剂、水分散颗粒剂、乳油等。
常用的农药助剂包括:液体载体，如水；有机溶剂如甲苯、二甲苯、环己醇、甲醇、丁醇、乙二醇、丙酮、二甲基甲酰胺、乙酸、二甲亚砜、动物和植物油及脂肪酸；常用的表面性剂如乳化剂和分散剂，包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂；其它助剂，如湿润剂、增稠剂等。
由通式I表示的本发明的化合物用作杀虫剂中的活性成分时，在所述杀虫剂中的含量可在0.1％至99.5％的范围内进行选择，并可根据制剂形式和施用方法确定适当的活性成分含量。通常，在水乳剂中含有5％至50％(重量百分比，下同)所述的活性成分，优选其含量为10％至40％；在悬浮剂中含有5％至50％的活性成分，优选其含量为5％至40％。
对于本发明的杀虫剂的使用，可选择常用的施药方法，如茎叶喷雾、水面施用、土壤处理和种子处理等。例如，当采用茎叶喷雾时，作为活性成分的由通式I表示的化合物的可使用浓度范围为1至1000μg/mL的水乳剂、悬浮剂、水分散颗粒剂、乳油，优选其浓度为1至500μg/mL。
本发明公开的含5-芳基-1,3,4-噁二唑结构的吡唑酰胺类化合物对有害昆虫具有优良的防治效果，因此可用来制备用于农业、园艺等领域的杀虫剂。
具体实施方式
为了便于对本发明的进一步了解，下面提供的实施例对其做了更详细的说明。这些实施例仅供叙述而并非用来限定本发明的范围或实施原则。
实施例1：
将5mmol化合物Ⅲa溶于30mL DMF，随后加入15mmol DIPEA(N,N-二异丙基乙胺)。室温条件下向其中加入中间体Ⅱa 6mmol，加毕，室温搅拌12小时。停止反应，将反应液倒入盛有100mL水的烧杯中，乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压旋蒸至干，所得残余物经柱层析分离纯化得到目标化合物Ia。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.05-8.08(m,2H,Ar-H),7.49-7.66(m,3H,Ar-H and NH),7.39-7.45(m,1H,Ar-H),7.07-7.24(m,3H,Ar-H),4.99(d,J＝5.6Hz,2H,CH2),4.25(s,3H,N-CH3).
实施例2：
将5mmol化合物Ⅲb溶于20mL二氯甲烷，随后加入30mmol吡啶，室温条件下向其中加入中间体Ⅱa 7mmol。加毕，加热回流反应10小时。停止反应，将反应液减压旋蒸至干，所得残余物经柱层析分离纯化得到目标化合物Ib。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.00(d,J＝8.4Hz,2H,Ar-H),7.39-7.66(m,6H,Ar-H and NH),7.07-7.14(m,1H,Ar-H),4.99(d,J＝5.6Hz,2H,CH2),4.25(s,3H,N-CH3).
实施例3：
将8mmol化合物Ⅲb溶于20mL乙腈，随后加入26mmol吡啶。冰浴条件下向其中加入中间体Ⅱb 10mmol，加毕，加热回流反应13小时。停止反应，将反应液减压旋蒸至干，所得残余物经柱层析分离纯化得到目标化合物Ic。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.00(d,J＝8.4Hz,2H,Ar-H),7.78(d,J＝8.8Hz,2H,Ar-H),7.42-7.51(m,5H,Ar-H and NH),4.98(d,J＝5.6Hz,2H,CH2),4.24(s,3H,N-CH3).
实施例4：
将10mmol化合物Ⅲc溶于25mL四氢呋喃，随后加入30mmol三乙胺。冰浴条件下向其中加入中间体Ⅱc 11mmol，加毕，继续冰浴搅拌8小时。停止反应，将反应液减压旋蒸至干，所得残余物经柱层析分离纯化得到目标化合物Id。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ9.28(s,1H,NH),7.99-8.04(m,2H,Ar-H),7.70-7.81(m,2H,Ar-H),4.88(d,J＝5.6Hz,2H,CH2),3.94(s,3H,N-CH3),2.62(q,J＝7.6Hz,2H,CH2),1.23(t,J＝7.6Hz,3H,CH3).
实施例5：
将10mmol化合物Ⅲd溶于25mL 1,2-二氯乙烷，随后加入22mmol碳酸钠。冰浴条件下向其中加入中间体Ⅱc 10mmol，加毕，继续室温搅拌11小时。停止反应，将反应液减压旋蒸至干，所得残余物经柱层析分离纯化得到目标化合物Ie。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ9.21(s,1H,NH),7.87(d,J＝8.0Hz,2H,Ar-H),7.42(d,J＝8.0Hz,2H,Ar-H),4.80(d,J＝5.6Hz,2H,CH2),3.88(s,3H,N-CH3),2.57(q,J＝7.6Hz,2H,CH2),2.40(s,3H,Ar-CH3),1.17(t,J＝7.6Hz,3H,CH3).
实施例6：
样品对粘虫的杀虫活性筛选
采用国际抗性行动委员会(IRAC)提出的浸叶法：供试靶标为粘虫，即将适量玉米叶在配好的药液中充分浸润后自然阴干，放入垫有滤纸的培养皿中，接粘虫3龄中期幼虫10头/皿，置于24-27℃观察室内培养，48h后调查结果。以毛笔触动虫体，无反应视为死虫。试验浓度为500μg/mL(其它浓度的药液可由500μg/mL的药液稀释而得)。
实施例7：
样品对蚜虫的杀虫活性筛选
采用国际抗性行动委员会(IRAC)提出的喷雾法：供试靶标为蚜虫，即将接有蚜虫的蚕豆叶片于Potter喷雾塔下喷雾处理，处理后蚜虫置于20-22℃观察室内培养，48h后调查结果。以毛笔触动虫体，无反应视为死虫。试验浓度为500μg/mL(其它浓度的药液可由500μg/mL的药液稀释而得)。
杀虫活性测试结果显示，所有化合物均表现出杀虫活性。在测试浓度为500μg/mL时(表1)，化合物Ⅰa,Ⅰc和Ⅰd对粘虫的杀虫活性相对较好，其杀灭效果分别为90％,100％和90％；化合物Ⅰe对蚜虫的杀虫效果相对较高，其抑制率为100％。
表1.Ia-Id的初步杀虫活性数据
以上实验数据表明，将取代噁二唑杂环结构和吡唑酰胺骨架合理地进行拼接，得到的新型化合物显示出良好生物活性，这些实验数据同时也为今后继续从事新型吡唑酰胺类化合物的分子合成与生物活性研究提供了重要的结构选择模式与理论依据。